再生原理
活性炭再生,是指用物理或化學方法在不破壞其原有結(jié)構(gòu)的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附質(zhì),恢復其吸附性能的過程?;钚蕴课竭^程中,對吸附質(zhì)和溶劑都有吸附作用,因親和力的不同,經(jīng)過一定時間的吸附,達到吸附平衡。活性炭再生就是要采取辦法破壞這種平衡關(guān)系,其依據(jù)主要為以下幾個方面:①改變吸附質(zhì)的化學性質(zhì);②用對吸附質(zhì)親和力強的溶劑萃取;③用對活性炭親和力比吸附質(zhì)大的物質(zhì)把吸附質(zhì)置換出來,然后再使置換物質(zhì)脫附,活性炭得到再生;④用外部加熱、升高溫度的辦法改變平衡條件;⑤用降低溶劑中溶質(zhì)濃度(或壓力)的方法再生;⑥使吸附物(有機物)分解或氧化而除去。
生物再生法
利用微生物的新陳代謝,將吸附在活性炭上的污染物質(zhì)氧化降解的方法稱作生物再生法。活性炭的孔徑一般只有幾納米,微生物很難進入其孔隙內(nèi)部,通常微生物細胞酶可以流至細胞胞外,通過活性炭對酶的吸附,在炭表面形成酶促中心,分解污染物,達到再生的目的。生物法的投資和運行費用相對較低,但再生時間較長,水質(zhì)和溫度對再生效果的影響很大。同時,微生物處理污染物的選擇性很強,且一般不能將所有的有機物分解成CO2和H2O,其中間產(chǎn)物仍殘留在微孔中,多次循環(huán)后再生效率會明顯降低。
微波輻射再生法
微波輻射再生法是采用熱再生法的原理而逐漸發(fā)展起來的活性炭再生方法?;钚蕴克降奈劫|(zhì)中大多數(shù)是強極性物質(zhì),它們比活性炭吸收微波的能力強,因此可以用熱解吸的方法來再生。吸附的極性分子,由于微波輻射誘導而極化,相互碰撞、摩擦產(chǎn)生高熱量,從而將微波能量轉(zhuǎn)化為熱能。被吸附的水和有機分子受熱揮發(fā)和炭化,孔道重新打開,恢復吸附活性。同時,活性炭本身吸收微波而升溫,因溫度過高而燃燒,導致燃燒失去一部分炭,炭孔徑擴大。 [10]
微波再生方法的特點是加熱時間短、再生,同時因為加熱過程中是進行選擇性加熱,能耗很低。然而,微波再生方法還不夠成熟,很多重要問題需要亟待解決:①微波加熱的機理研究不夠深入,需要建立模型,獲得更均勻的微波場;②微波發(fā)生器大多由家用微波爐改裝,的微波再生加熱裝置亟待設(shè)計和開發(fā)。